Логикалық функциялар

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі Қазақстанның Иновациялық және Телекоммуникациялық жүйелер университеті

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

Орындаған: гр.342 студенті

Уксукбаев Б

Тексерген: Имангалиева А

Орал – 2011

Жоспар

І Кіріспе

ІІ Негізгі бөлім

Логикалық элементтер
Триггерлер
Санағыштар
Шифротарлор мен дешифраторлар
Процессорлар
Аналогтық интеграциялық микросхемалар

ІІІ Қорытынды

Логикалық элементтер. Логикалық элементтер деп, логикалық алгебраның негізінде ақпаратты санға (дискреттіге) түрлендіретін құрылғын айтамыз.

Логикалық элементтер математиканың белгілі бір саласы болып табылады.Ол ақиқат (ең шын) жалған (шындық емес) пікірлердің немесе айтылғандардың өзара келісіміне негізделді.Қарапайым пікір екі (айнымалы) аргументтерден тұратын элементар функциялар болып табылады: ақиқат-жалған немесе бар-жоқ.Бұлар шартты әр түрлі математикалық символдармен белгіленуі мүмкін.Жалпы қабылданған таңба ақиқат үшін -1 және жалған пікір үшін – 0 болып саналады.Элементар логикалық функциялардан күрделі логикалық функциялар құрылуы мүмкін.Элементар функциялардың және олардың жиындарының саны F=2²ⁿ өрнегімен анықталады, мұндағы n=0,1,3… Егер n=0 болса, онда элементар функциялар саны 2²ⁿ=2¹=2; F₁=1 және F₂=0 (константтар 1 және 0 болса)Егер n=1 болса, онда элементар функциялар көптеген 2⁴=4 жиындарынан (00,01,10,11) тұрады; n=2 болғанда функциялар саны 16-ға тең және т.с.с.Екі мәні пікірлер екі тұрақты күйде болатын екі позициялық элементтермен-реле, триггерлермен, логикалық элементтермен және т.б. жеңіл іске асады.Логикалық алгебра функцияларының көмегімен автоматты құрылғылардың басқару блоктарының жұмысы (мысалы, автоматтық манипулятордың) сипатталады; логикалық алгебраның принциптері техниканың байланыс жүйелерінде, бақылау және өлшеуде және т.б. салада қолданылады.Әрбір элементар логикалық функциялар қарапайым элементтермен техникалық іске асуы мүмкін.Оларға жататындар ЖӘНЕ,НЕМЕСЕ,ЕМЕС және олардың жиыны.Үш-төрт қарапайым түрдегі элементтерден соншалықты күрделі логикалық құрылғылар жасап алуға болады, мысалы, импульстер санағашы, регисторлар, сумматорлар, ес блогы және т.б.Логикалық элементтерде әр түрлі компоненттер-итегралдық микросхемалар, транзисторлар, диодтар, шамдар, электромеханикалық релелер, электрондық және компоненттер пайдаланылады.

ЕМЕС элементтері логикалық жоққа шығаруды – инверсиялық немесе ЕМЕС амалын іске асырады. Инверсия бір пікірдің ақиқаттылығын (ең шын), басқасының жалғандығын көрсетеді.Бұл амалды былай жазады: y=x, оқылуы у бар х ЕМЕС; нөлді жоққа шығару бірге тең (0=1) және керісінше, 1=0.

ЕМЕС элементінің транзисторлық варианты суретте көрсетілген.Бастапқы күйінде V1 транзисторы жабық (базада ашатын кернеу болмағандықтан) бұл оның кірісіндегі 1-ге сәйкес (қысқаштығы – А_к потенциалына қатысты жоғары потенциал); бұл мезетте шығыста )коллектор V1) потенциал іс жүзінде қысқыштығын – Е_к потенциалына тең, бұл 0-ге сәйкес келеді.Кірісте (0) импултстік сигнал пайда болады, яғни инверсия орындалады; ЕМЕС элементі кіріс сигналының полярлығын өзгертеді (шығыстағы импульстің полярлығы қарсы болады)

Схемада ЕМЕС элементін суретте көрсетілгендей тәртіппен белгілейді.

ЖӘНЕ (конъюкторлар) элементтері логикалық көбейтуді-конъюнкцияны орындайды.Конъюнкцияны мына түрде жазады:

Y=х₁^х₂^...^х_n=x₁x₂….x_n

Бұл жазылғандардың мағынасы: барлық кіріске бір уақытта сигнал 1 түсетін болса, шығыс сигналы (у) 1-ге тең болады.Егер кірістің біріне сигнал түспесе, онда шығыста да сиганл да болмайды.ЖӘНЕ элементі үшін, мысалы, кіріс үшеуі болғанда бұл шарт былай жазылады: 0^0^0=1^1^0=1^0

^1=0^1^1=1^0^0=0^1^0=0^0^1=0 және тек қана 1^1^1=1

Элементтердің кірісі бір, екі және одан да көп болуы және шығуы біреу ғана болуы мүмкін.Суретте V1 және V2 транзисторларымен тізбектей қосылған екі кірісі бар ЖӘНЕ элементі көрсетілген.Резисторы транзисторлардың сыртқы ығысуларын Е_с көзі мен R жүзеге асады. V1 және V2 транзисторларының базаларына кіріс сигналдары х₁ және х₂ түседі. R₂ резисторының арқасында, транзисторлар эмиттерлік қайталағыштардың режимінде жұмыс жасайды.Барлық кірістерде теріс импульстер (1) синхронды әсер еткенде, шығыста тек бірлі-жарымды сигнал ғана пайда болады.Тек осы жағдайда ғана у=x₁^x₂ конъюкциясы орындалады.Кірістің қандай да бір сигналы болмаған жағдайда транзистор жабық қалпында қалады және шығыс сигналы үшін тізбек ажыратылып қалады.

Схемада ЖӘНЕ элементін суреттегідей белгілейтіні көрсетілген.Егер жүктеме коллектор жағынан қосылған болса, онда шығыс сигналы у=х₁^х₂ конъюнкциясының инверсиясымен сәйкес келеді, оның шартты белгісі суреттегідей болады.НЕМЕСЕ (дизъюнкторлар) элементтері екі және одан да көп айнымалылары болғанда, оларды логикалық қосады.Егер кіріс әсерінің бірі ақиқат болса, онда күрделі пікір ақиқат, ал керісінше, жалған болса, онда бәрі де жалған болатын қарапайым амалдар арасындағы байланыс логикалық қосуды білдіреді.

Дизъюнкция мына түрде жазылады:

у=х₁Vx₂…x_n=x₁+x₂+…x_n

Техникалық құрылғыларда, егер кірістің біріне қашан да болмасын бір сигнал берілсе, онда шығыста сигнал пайда болады, дизъюнкция іске асады (НЕМЕСЕ амалы).Транзисторда және диодта құрылған НЕМЕСЕ элементтінің схемасы суретте көрсетілген.Элементтің үш кірісі бар, алайда олардың санын көбейтуге немесе азайтуға болады.Диодтар кіріс тізбегін бөгеуден қорғауды арттырды және сигналдардың коммутациясының жағдайын жақсартады.Транзисторлар эмиттерлік қайталағыштың схемасы бойынша қосылады (R_э резисторы эмиттердің центрінде тұр).Шығыс сигналы инверторланбайды, яғни фазасы бойынша кірім сигналдарына сәйкес келеді. Алайда, транзисторлар кернеу бойынша сигналдарды күшейтеді.Бастапқы күйде транзисторлар Е_с ығысу көзінің оң кернеуімен жабық болады.Егер әр түрлі басқарылатын нүктелерден НЕМЕСЕ элементтерінің кірісіне теріс сигналдар келіп түссе,онда басқарылатын объект іске көрсетілген.НЕМЕСЕ элементінің кіріс сигналдарының инверторланбағандығының суретте және инверторланбағандығының (НМЕСЕ-ЕМЕС амалы) шартты белгіленуі суретте көрсетілген.

3ЖӘНЕ-НЕМЕСЕ-ЕМЕС екі сатылы элементтердің бірінің шарты белгіленуі суретте көрсетілген; тікбұрыш вертикаль сызықпен бөлінген; сол жақтағы үш ЖӘНЕ элементтері оң жақтан кіріс сигналдары инверторланған НЕМЕСЕ элементіне жанасқан.Сигналдардан тәуелділіктеріне қарай логикалық элементтерді плтенциальдық және импульстік деп бөлінеді.Потенциальдық элементтерде 0 мен 1 екі әр түрлі деңгейдегі электр кернеуі (екеуі де бірдей полярлық болуы мүмкін), түрінде,ал импульмтікі импульстердің бар немесе жоғымен көрсетеді.Элементтердің ең көп тараған түрі потенциальдық болып табылады.

Триггерлер.Бір күйден екінші бір күйге секірмелі түрде ауысатын, екі орнықты тепе-теңдік күйде болатын,ес элементтері және басқару тізбектерінен тұратын құрылғыны триггер деп атайды.Басқару тізбектері кіріс ақпараттарын оны есте сақтау және есептеу үшін сигналға түрлендіреді.Тәуелсіз кірістер бір,екі және одан да көп болуы мүмкін.Ес элементтері иінінің екі бөлігінен тұрады,оларда бір мезгілде есте сақталынатын сигналдар ұсталынып тұрады:бір сигнал жоғарғы потенциалға ал екіншісі төменгі потенциалға сәйкес келеді.Жоғарғы потенциалды шартты түрде 1 деп қабылдайды, ал төменгісін нөлдік деп есептеп және оны 0 деп белгілейді.Триггердің екі шығысы бар: логикалық бірлік сигналды шығысын,көбіне,тура деп,ал логикалық нөлін – кері немесе инверитік деп атайды.Триггердің түріне қарай шығыс сигналы бір шығысынан немесе екі екі шығысынан бір мезгілде саналуы мүмкін,ал бұл кездк ақиқат бұзылатын немесе сақталынатын болады.

Триггерлер есептеу техникасындағы барлық жабдықтардың 20...40%-ын құрайды.Олар автоматикада,телемеханикада,өлшеу техникасында және т.б. салада қолданылады.Көптеген белгілеріне қарай триггерлер жіктелінеді (классификациланады), соның екеуін бөліп қарайық,оларды атап айтқанда,функциялық белгілері және ес элементінде ақпаратты жазу тәсіліне қарай болып келеді.Функциялық жіктеу триггерлердің бастапқы мезетін және ауысудан кейінгі мезеттегі күйін мезеттегі күйін логикалық теңдеулермен сипаттаудың түріне сүйенеді.Осы жіктеулерге сәйкес триггерлер жекеленген іске қосу тирггері (RS-иггері),санаумен іске қосылатын (Т-триггер),бөгелу элементерімен (Д-триггер), универсальды (JK-триггерлері) және т.б. болып бөлінеді.Триггердің тізбегімен сигналдардың өтуінің уақытқа қатысы ақпаратты жазудың тәсілін сипаттайды;осы белгілеріне қарай триггерлер екі топқа бөлінеді,олар асинхронды және тактыленетін деп аталады.Асинхронды триггерлерде ақпаратты жазу кіріске сигнал түсісімен басталатын болса,тактыленетін триггерлерде ақпараттық сигнал рұқсат етілген тақтылық импульс болған кезде жазылады.Активті (күшейткіштік) және пассивтік компоненттерден интегралдық технология негізінде триггерлерді дайындайды.Активтік компоненттерге транзисторлар,электрондық шамдар,реле және т.б. жатады.Ал пассивтердің қатарына резисторлар,конденсаторлар және индуктивтік қасиеттер бар қосалқы бөлшектер кіреді.Триггерлердің вариантының бірінің принциптік схемасы суретте көрсетілген.Оны симметриялық деп атайды,себебі оның компоненттері бірдей параметрлермен қос-қосынан алынған.V1 және V2 транзисторлары ОЭ схемасы бойынша қосылған және кері байланысты оң айқас екі каскадты күшейткішті түзеді: бірінші транзистордың коллекторы екіншісінің базасымен қосылған; байланыс R₁ резисторларымен С конденсаторының тізбегімен жүзеге асады.Конденсатордың сыйысдылығы онша үлкен емес (100...200пФ),алайда ол транзисторларды қосуды тездетуге және зарядты сақтауға қабілетті. Е_к көзінен R_k резисторы арқылы коллекторының және корпусқа энергия беріледі.

Басқаратын сигналдарды ығыстыруды жүзеге асыратын Е_ығ ығысу көзі мен R₂ резисторларыболып табылады;R_э резисторы және C₃конденсаторы болған жағдайда ығысу көзінсіз-ақ жұмыс істеуге болады.Триггердің кіріс тізбегі транзисторлардың коллекторына жалғанған V2,V3 екі диодтан және бөлінетін С_р конденсаторларынан тұрады;бұл тізбекті ВВ нүктелерінде базаларға қосуға болады.Егер триггерлердің кірістері тікелей басқару көзіне – іске қосу – импульстеріне қосыулмен байланысты болса, онда оны статикалық деп атайды;реактивтік элементтері бар,санау кіріс тізбектеріндегі (RC-тізбегі,трансформаторлары), триггарлер динамикалық деп аталады.

Іске қосуды импульстік коллектор жағынан да транзисторлардың базалық тізбегі жағынан да жүргізе беруге болады.Санау кірісті симметриялық триггердің жұмыс жұмыс принципін оның уақыт диаграммасы бойынша қарастырайық(17.10,ә-сурет).Айталық,бастапқы күйінде V1 транзисторы ашық және қаныққан болсын,ал V4транзисторы Е_е көзі және ашық транзистордың (R₁ резисторы арқылы) коллекторының потенциалының біріккен әсерімен жабық дейік.V2 және V3 диодтарды басқару импульстері болмаған жағдайда,кернеудің әр түрлі деңгейлерінде жабық: V2 диоды U_кер=Е_к потенциалымен секімді түрде жабық болғанда, V3 диоды салыстырмалы түрде алғанда сәл аз U_кер=Е_kR_k/(R_k+R₁) кернеуімен жабық және ашылу қарсаңында болады. V2,V3 диодтары және R₁ резисторы арқылы санақ кірісінен кіретін полярлығы оң іске қосу импульсі u_сан белгілі бір мезетте екі транзисторды да жауып тастайды; оның іс әрекетін С конденсаторлары еске сақтайды: біріншісінің заряды көбейеді,екіншісінікі-азаяды.Импульс жоғалып кеткеннен кейін,сол жақтағы С конденсаторы разрядталып екінші транзистордың базалық тізбегінде u₆₂ мен салыстырғанда,u₆₁ кернеуінің күрт төмен түсуін тудырады, сондықтан V4 екінші транзистор ашылады,жүктемеден сигнал 1-ге сәйкес келетін ток жүреді,ал V1 транзисторының шығысында инверстік сигнал 0 пайда болады.Диодтар да жабық болып шығады,алайда,жабу кернеулердің деңгейлері орындарын ауыстырады.Осы күйде транзисторлар жаңа импульстер келіп түскенше ұзақ уақыт болады.Келесі жабу импульсі екі транзисторды да ілезде жабады және конденсаторларды қайтадан зарядтайды,триггерді жаңадан жөнелтіс іске асады.Импульстің ұзақтығы әр түрлі болуы мүмкін;алайда, егер ол үлкен болса, онда триггердің қосалқы бөлшектері артық қызыл,жөнелту процесіне әсерін тигізеді;егер ол аз болса күшейту элементін ауыстырып қосуға қуаты жетіспейді.Суретте ЖӘНЕ-ЕМЕС және 2 ЖӘНЕ-НЕМЕСЕ-ЕМЕС екісатылы элементтерден тұратын ТТ₁-ТТ₃ қарапайым триггерлердің құрылымдық схемасы келтірілген.Ақпараттық сигналдар жеке-жеке R және S кірістеріне келіп түседі.Бұл триггерлерді тікелей ақпараттық сигналдардан қосылып келетін RS-түріндегі асинхронды триггерлерге жатады.Элементтердің екінші кірісі кері айқасқан оң байланысты жүзеге асыру үшін пайдаланылады. 0 және S кірісіне келіп түскенде триггерлер жұмысқа кіріседі және олардың шығысында сигналдар қалыптасады: у-те тура (яғни 1) және у инверстік (яғни 0); R кірісінде 0 сигналы 0-ді, тура кірісте және инверстікте 1-ді қалыптастырды.Суретте триггерлерді шартты белгілеулер көрсетілген.Сол жағында логикалық кірістің түрлері (R,S,T,D және т.б.) берілген; оң жағында жоғарғы бөлігінде Т әрпі қойылған.Тікбұрышқа оң жағынан келетін сызықтар сигналдардан кіру тізбегін бейнелейді, ал сол жақтағы сызықтар шығыс сигналдарының тізбегінің бейнесін береді.Статистикалық триггерлер үшін кіріс сигналдары тура сызықпен тікелей тікбұрышқа қабысады,ал инверстік дөңгелекшемен қабырғаларға қабысады.Динамикалық триггерлерде сызықтар ұшталған үшкір таңбаларға келеді:оң кіріс сигналдарында үшкір тікбұрыштың ішіне қарай бағытталады (іске қосылу сигнал 0 ден 1-ге өзгергенде жүреді)17.11,ә-сурет-триггердің іске қосылуы сигнал 1-ден 0-ге өзгергенде орын алады.

Импульсті санағыштар.Саналған электрлік импульстердің санын разряд бойынша ұяшықтарға жинастыратын құрылымдық санағыштар деп атайды.Бұл ұяшықтардың бәрі сандардың кіші разрядтары үшін болса,басқалары үлкен разрядтар үшін болады.Санағыштар басқару құрылғыларында және ЭЕМ-ның блоктарында,ақпараттарды түрлендіргіштерде,өлшеу техникаларында,сандарды басқару аппараттарында және басқа да автоматтық құрылғыларды кеңінен қолданылады.Санағыштар көптұрақтылық схемаға біріктірілген триггерлер мен логикалық элементтердің құрылымдарының негізінде жасалынады.Санағыштар көптеген белгілеріне қарай ажыратылады.Функциялық белгілеріне қарай қосындыланатын,азайтылатын немесе реверстендіретін деп бөлінеді.Ұяшықтардың разрядтарының арасындағы байланыс тізбегінің түрі бойынша (бұдан әрі разрядтар арасында) санағыштар: тікелей байланыстағы,тасымалдау және құрама (комбинацияланған) тізбегінің санағышы деп ажыратылады.Өз кезегінде тікелей байланыстағы санағыштар тізбектей,параллель және аралас деп бөлінеді.Санағыштарды жіктеудің (классификациялаудың) басқа да бір түрі бар.Қосындылаушы санағыштар оларға келіп түскен импульстер қосындыланып,сонда сақталынады.Азайтқыш санағыштар әуелде санағышқа сақтаулы тұрған сандардан келіп түскен импульстердің санын алып тастайды.Реверстік санағыштар сигналдардың таңбаларына қарай импульстерді қосу және алу амалдарын орындайды.Тікелей байланысты санағыштарғда үлкен разрядты кірісі мен кіші ақпараттық шығыстың арасында реактивтік үзбе болмайды,сондықтан үлкен разрядтар шығыстың кіші сигналдарының деңгейімен басқарыла береді.Ал тасымалдау санағыштарында реактивтік байланыс бар,мысалы,конденсаторлар және басқару импульспен жүзеге асырылады.Ең соңында,санағыштық тізбектің қызметінде әрбір үлкен (і+1)-ші разрядтың жіберілуі шығыстың алдыңғы і-ші кіші разрядтарына келіп түседі.Санағыштар бірсымды,екісымды және көпсымды болып бөлінеді.Импульстер тасымалдау тізбегінде біртіндеп әсер ететін бірсымды санағыштың схемасы 17.12-суретінде көрсетілген.Оның сыйымдылығы сегіз импульсті болады.Ол үшін триггерден тұрады: Т1,Т2 және Т3.Олардың біріншісі принциптік схемамен,екінші және үшіншісі-шартты белгілермен берілген.Бұл суретте төменгі разряд шеткі сол жақта орналасқан,ал іс жүзінде оның құрылымын әрқашан да шеткі оң жаққа орналастырады.Себебі оның жұмысына талдау жасағанда,солдан оңға қарай жүргізген ыңғайлы болады,ал санау,керісінше,оңнан солға қарай жүргізіледі.Әрбір ұяшық екілік санының бір разрядына арналған.Барлық триггерлер бірдей схема орындалған.Айырмашылықтары,тек төменгі разрядтық триггердің басқа триггерлермен салыстырғанда әсерінің шапшаңдығын өте үлкен,сондықтан оған жоғары жиілікті компоненттер қолданылады.

Транзистордың базаларына қосылған триггерлердің екі кіріс тізбек НЕМЕСЕ элементі болады.Оның бірі u_сан санау импульстері үшін арналған,екіншісі триггерлерді бастапқы қылпана, 0-ге Келтіру ескі көрсеткіштері алып тастау, үшін шығысы жоғары раззрядтар кіріс санағына қосылған.Инверстік шығыстар Q да шығарылады.Санағышы қажетті энергия – Е_к қысқышына және корпусқа жеткізіледі; схемада ығысу тізбегі көрсетілмеген.

Санағыштың принципі триггерлерге келіп түскен u_сан сигналдардың өлшеусіз уақыт қосылған есте ұсталынып тұруға негізделген.Санақ алдында баолық триггерлерді бастапқы күйіне келтіріп, 0-ге келтіруге айтарлықтай ұзаққа жабатындай бір импульсті береді.Схеманың сол жағындағы транзисторлар жабылады,олардың коллекторларында 1-ге сәйкес келетін потенциалдар пайда болады,ал оң жағы – ашылады (Q=0). Санағыштың жұмысын 17.13-суретінлегі графикпен бақылау ыңғайлы.Т₁ санақ кірісіндегі бірінші импульс бұл триггерді басқа орнықты күйге ауыстырады: V1 транзисторы ашылады,V5 жабылады,оның шығысында Q=1 сигналы пайда болады.Оның коллекторының оң потенциалдың ырғып кетуі Т₂ – триггерінің күйін өзгертпейді, себебі импульс – 1-ден 0-ге дейін өзгереді.Екінші импульстен кейін V5 транзисторы ашылады,бірақ оның шығысында екінші Т₂ триггері түсірілетіндей теріс потенциал пайда болады:оның сол жақ транзисторы жабылып,оң жақтағысы ашылады.Үшінші импульс сол транзистордың Т₁ триггерін өткізгіштік күйге келтіреді;бұл кезде жабылатын V5 транзисторы Т₂ триггерінің күйіне ықпал жасамайды.Төртінші импульс триггерлерінің біріншісіне де және екіншісіне де қайтадан жөнелтіледі.Т₂ триггерінің іске кірісуі,Т₁ триггерінің шығысындағы кернеудің төмендеп,соның әсерінен Т₂-нің кірісінде теріс импульс пайда болуынан болады.Осы мезетте екінші Т₂ триггерінде нөлдік потенциал болады; төңкерілу кезінде теріс кернеудің шайқалуынан үшінші Т₃ триггері жұмыс істеп кетеді.Егер триггерлердің шығыстарындағы индикатор шамын қойса,яғни үлкен разрядқа шамды сол,ал кіші разрядқа оң жағынан қойса,онда 100 деген күйді тіркейді,яғни үшінші триггердің шамы жанады да біріншісі мен екіншісі жанбайды,бұл төрт бекітілген импульсті білдіреді.Бесінші,алтыншы және жетінші импулстер триггерлердің біріншісін (3 рет) және (1 рет) жұмысқа қосылуына мүмкіндік жасайды.Жетінші импульстен кейін индикатор 111-ді жарық қылады-барлық шамдар жанады.Сегізінші импульс барлық разрядтағы әсер ету үшін теріс импульс шығарады.Санағыштың жұмысын талдаудан мына қасиетті байқауға болады: ол кіріс импульсінің жиілігін бөледі.Бір триггерлік ұяшық жиілікті 2-ге бөледі, екі триггерлікті 4-ке т.с.с бөледі.Санағыш n тізбектей жалғанған n ұяшықтан тұрса жиілікті 2ⁿ есе бөледі.График санағыштың импульс бөлудегі қабілетін жақсы көрнекілікпен иллюстрациялайды.Іс жүзінде осы қасиеттер жиі қолданылады.

Азайтқыштық санағыштар (оларды қазір кері санағыш деп те атайды) қосындылаушы санағыштар өзгешелігі кейінгі триггерлердің әрқайсысының санақ кірісі алдыңғы триггерлердің тікелей шығысына емес, Q инверсіне қосылады.Екінші ерекшелігі бастапқы күйде барлық разрядтары немесе разрядтың бөліктері нөлмен емес, азайатын санның бірліктерімен толады.Алдын ала белгіленген санды азайту керек болғанда, импульстер кіріске келіп түсіп,триггерлер біріншісінен бастап ақырына дейін іске қосылып,со тағайындалған санды азайтады.

Реверстік санағыш тура және кері екі бір ізді импульстердің айрымдарын бекіту есебін шешеді; бір бірізділік екіншісінен фазалық сигналмен ажыратылады:Мысалы, бірінші 1 сигналымен,ал екіншісі 0 түрінде байқалады.Реверстік санағыш қосындылайтын санағыш пен азайтқыштық санағыштардың жиыны болып табылады.Оның құрылысында логикалық элементтер мен басқару триггерінен тұратын басқару блогы болады; оынң тура және инверстік кірісіне теріс және оң импульстер түседі.Басқару триггерінің шығысы логикалық элементтермен қосылып, разрядтық триггерлермен бірге қосу және азайту тізбегінің кіріс импульстері түзеді.Разрядтардың арасындағы екі сыммен үш фазалық санағыш суретте келтірілген.Оның әрбір ұяшығы негізгі және қосалқы екі триггерден тұрады, ал триггерлер 2ЖӘНЕ-НЕМЕСЕ-ЕМЕС логикалық элементтерімен қалыптасқан.Кіші разрядтағы ұяшығы функциялық схемамен берілген, жоғарғы разрядтағы екі сатыл ТТ триггерлерімен шартты белгіленген және олар функциялық схемада бейнеленген.

Негізгі триггер (солдан оңға қарай) қосалқы триггермен бірге (оңнан екі басқа элементтер) қосалқы триггермен бірге (оңнан екі басқа элементтер) ақпараттық сигналдарды қалыптастыруға және сақтауға қатысады: шығыстың бірінде 1 (Q-ға тура), ал басқасында 0 (Q-ға инверсті). Триггерлердің екі кірісі болады: біреуі санақ импульстері үшін, басқасы рұқсат ету үшін – тактылық.Санағыштың разрядтарының арасындағы байланыс былай ұйымдастырылады: жоғарғы разрядты негізгі және қосалқы триггерлердің тура және инверстік шығыстары қосылған.Санағыш сенімді жұмыс жасау үшін сигналдардың мына шарт Q= Q=1 орындалмауы керек, бұл тыйым салыну шарты.Графиктік символдарданмен санағыштар былай белгіленеді.Ст-импульстер санағышы,R-нөлге келтіру кірісі,T-тактылық импульстердің кірісі,C-жазу рұқсат етілген тізбек,V-разрядтардың кірісін басқару,Q-тура және инверстік шығыстар.

Шифротарлор мен дешифраторлар.Шифратор деп, логикалық амалдарды орындау үшін кіріс сандардың йифрлық кодтарын сигналға түрлендіретін құрылғыны айтады.Шығысында сигналды бейнелеуге ыңғайлы код түріне айналдыратын, кері түрлендіру жүзеге асыратын құрылғыны дешифратор деп атайды.Санның, таңбаның, символдың коды деп, берілген санға,таңбаға,символдар белгілеріне қарай (фаза,жиілік және т.б.) қалытқысыз сәйкес келетін электрсигналдарының жиынын айтады. Шифраторлар мен дешифраторлар ЭЕМ-нің ақпаратты кіргізу және шығару құрылғыларында және оның да басқа да блоктарында, телебасқару және телесигнализация жүйелерінде кеңнен қолданылады; олар дискритті әсерлі электрондық өлшеу құралдарды маңызды элементтер болып табылады.Шифраторлар мен дешифраторлар пассивтік радиокомпоненттердің және логикалық элементтердің тригерлердің жиындары түрінде орындайды.Интегралдық түрде орындалған шифраторлар мен дешифраторлар кең таралып, өріс алған.Құрылу принциптері,тағайындалуыф,техника-экономикалық көрсеткіштері,жылдам әсер етулері және т.б. жағынан шифраторлар мен дешифраторлардың схемаларында айырмашылықтар баршылық.

Шифратор импульстер жиынынан және импульстік белгілерден тұратын электр сигналдарының кодын қалыптастырады.Сигналдарды түрлендіру логикалық алгебраның қағидаларын негізделеді,сондықтан шифраторлар мен дешифраторлар ЖӘНЕ,НЕМЕС,ЕМЕс түріндегі қарапайым логикалық элементтерден және олардың құрамдарынан тұрады.

Суретте ондық сандар кодын екілік сандар кодына түрлендіретін шифратор көрсетілген.Ол горизонталь және вертикаль өткізгкіштермен және оларды белгілі бір нүктелерінде қосатын диодтармен тікбұрышты матрица түрінде қосатын диодтармен тікбұрышты матрица түрінде орындалған.Дәл осындай схемамен перфокартаны тесетін клавиштік механимзмді жинауға болады.Шифратордың кірісі бірлік разряды ондық саны цифрының кіріс кнопкалары К₀...К₉ болып табылады.Шығыс қызметін корпуспен және Е энергия көзімен R₁…R₄ резисторлары арқылы қосылған вертикаль өткізгіштер атқарады.Әр жолдың гоизонталь өткізгіштің диодтары резисторлары жинақталып ЖӘНЕ элементін құрайды.Жұмыс принципі ондық цифрлар санын екілік сигналдарына – нөлдер мен бірліктерді құрастыру, яғни сандар кодына түрлендіру болып табылады.Екілік сандар коды қосылғыштардың қосындысына сәйкес электр сигналдарынан қалыптасады.

⁰N=Eⁿ₀2ⁿ

Мұндағы N – екілік саны; n – санның разряды.Мысалы,1 цифрына сәйкес келетін екілік код 0*2³+1*2²+1*2¹+1*2⁰, немесе жай 0001, 2 цифрына 0010 сәйкес, 7 йифрының коды 0*2³+1*2²+1*2¹+1*2⁰,, немесе 0111 және т.б.Кнопака-клавиштердің тиістісін басқанда ЖӘНЕ резисторлық элементі екілік санының кодын-электр сигналын қалыптастырады.Қайсыбір кнопкаларды басқанда токтың жүру процесін бақылауға болады,соған көңіл аударайық.Корпус-К₃-горизонталь шина-диодтар вертикаль шиналар 2³,2¹-резисторлар-қысқыш (-Е); шинаның шығысында 2¹ және 2⁰ жоғарғы потенциал 1(-Е) сақталады; 3 цифрына 0011 коды сәйкес келеді.К₅-вертикаль шинаның 2³ ашық диодтар,2¹-резисторлар – (-Е) көзінің қысқыштары. 5 цифрына 0101 коды сәйкес келеді.Шифратордың шартты белгісі суретте көрсетілген.Кірісі сол жақтағы сызықтар ондық цифрларды белгілейді,шығысы ткібұрыштың оң жақтағы сызықтар – екілік кодтардың баламалары, тікбұрыштың жоғарғы орталық бөлігінде CD әріптері код-цифраторлардан тұрады.

Дешифраторлар деп,кодталған екілік сандарын басқа санау жүйесіне мысалы, ондық жүйесіндегі кодқа цифрсыздандыруды айтады.Дешифраторлар ақпараттарды шығарушы құрылғыларында, қабылданған құрастырмалы кодтарын танып және оны одан әрі индикаторларда бейнелеу үшін қолданылады.Дешифраторлар өлшеу құралдарында және есептеу машиналарында екілік баламаларды жазу түрінде қабылдауға ыңғайлы санға – ондыққа айналдырады.

Дешифратордың құрылымдық схемасы суретте берілген.Ол ЖӘНЕ диодтық элементің матрицасынан тұрады.Оның кіріс шиналары триггерлердің тура және инверстік шығыстарына жалғанған.R және r резистордың кедергілері диодтардың кедергілерінеен әлдеқайда үлкен; кіріс шмналары горизонталь болып келеді; ал шығыстары – вертикаль болады; триггерлер санағыш механизмдердің бөлігі болып келуі мүмкін, мысалы, импульстерді санағыш . 0...9 (бірлік разрядтары) шығыс қосылуы мүмкін.Сигналдардың тура және инвертерлеу үшін кіріс шиналарының саны 2n-ге және шығыстары үшін 2ⁿ тең болуы керек,мұндағы n сандарының разрядтылығы.Дешифратордың жұмыс істеу принципі екілік санының баламасы ондық санына түрлендіру болып табылады.Мысалы,триггердің кірісіне келіп түскен импульстер сериясының екілік саны түріндегі кодын,1001=1*2³+0*2²+0*2¹+1*2⁰ ондық цифр 9-ға түрлендіріледі.Бұл шина бойынша сигналдар тоқтаусыз өтеді, себебі шығыстарын триггерлермен қосатын барлық диодтар тізбектің оң кернеуімен ашылады: корпус-резистор R,r-диод-2³ триггердің тура шинасы.Т₄ риггерінің тура шығысындағы жоғарғы потенциал шунтталмайды және 1 шығыс арқылы өтеді; Т₃ және Т₂ триггерлері 0 инверстік шығысындағы жоғарғы потенциалды болады, олардың диодтары да шунтталмайды; Т₁ триггері тура шығысқа сигнал 1-ді береді, диод оны қысқа тұйықтамайды.Сонымен қатар 0...8 басқа шиналарда триггерлердің тура және кері шығыстарындағы сигналдар өтпейді,себебі олардың тізбектерінде ең болмағанда бір шуннталған диод болады.Мысалы,шина 3-ті Т₂ тура шығысы және Т₄ инверстік шығысы екі диод арқылы бірден тұйықтайды; -Е төменгі потенциалды триггерлердің шығысында R резисторы арқылы корпуспен +Е жоғарғы потенциалы түседі.Қосылмаған шиналардың резисторларында кернеудің төмен түсуі байқалады.U=E-IR₁,мұндағы R_i- і-ші шинаның резисторының кедергісі (і=0,1,...).Дешифратордың диодтық схемалардың саны шығыстардың санына тең,ал әрбір схемадағы диод саны оған сәйкес екіліктің құрастырылған разрядтарының санына тең болады.Дешифратордағы диодтардың жалпы саны N=E-IR_i, мұндағы R_i – і-ші шинаның резисторларының кедергісі (і=0,1....).Дешифратордағы диодтық схемалардың саны шығыстарындағы санына тең, ал әрбір схемадағы диод саны оған сәйкес екіліктің құрастырлған разрядтарының санына тең болады.Дешифратордың диодтарының жалпы саны N_D=nN=n2ⁿ.Дешифратордың схемалары матрицалық, тікбұрышты сатылы және пирамидалық деп бөлінеді.Дешифраторлардың тиімді конструкциялық деп бөлінеді.Дешифраторлардың тиімді конструкциялары көптеген диодтарды үнемдеуге мүмкіндік береді.

К120 сериясының К1ИД202 интегрладық орындалу түріндегі дешифраторлардың құрылымдық схемасы суретінде көрсетілген.Ол МОП өрістік транзистордан іске асырылған ЕМЕС элементі және 2НЕМЕСЕ-ЕМЕС төрт элементтерінен тұрады.Оның алты кірісінен алты сым шығып тұратын (х₁...х₂) тікбұрышты шыны корпусы бар және де бес шығысынан шығатын сымдар энергия көздерін қосуға арналған; корпустың өлшемі 10*6*2 мм.Дешифратордың шартты бейнеленуі көрсетілген.Оның тура және инверстік кірісінің сол жағы ол қосылатын триггерлердің шығысы секілді екілік сандарының разрядтарымен белгіленген.Дешифратордың шығысы сызықтың оң жағы ондық цифрлармен бейнеленіп белгіленген.

Логикалық функциялар 📙 Курсовая → 🆔 117657